钢纤维混凝土路面施工技术及运用浅析

'　　钢纤维混凝土路面施工技术及运用浅析：钢纤维混凝土是将钢纤维掺入到普通混凝土中制得的一种复合混凝土，是一种力学性能优良的新型材料。它能显著提高砼的抗拉强度、抗弯强度和抗疲劳性，在路面工程中应用可以明显减薄厚度，改善路用性能。　　关键词：钢纤维混凝土；施工技术；运用　　　　一、钢纤维混凝土路面优点分析　　强度和重量的比值增大。这是纤维混凝土具有优越经济性的重要指标，也是它具有，阔应用前景的重要保证。抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗剪、抗弯强度明显提高。变形性能明显改善。钢纤维混凝土弹性阶段的变形性能与其他条件相同的素混凝土没有监菩差别，受压弹性模量和泊松比与素混凝土基本相同。韧性足衡量蠼性变形性能的重要指标，钢纤维混凝土的韧性比素混凝土大大提高。抗裂和抗疲劳性能有较大改善。由于钢纤维对混凝土的阻裂作用，钢纤维混凝土比素混凝土具有更好的软化后性能和抗疲劳性能。　　二、钢纤维和钢纤维混凝土的性能 　　2.1钢纤维基本性能　　钢纤维按其制造方式分为切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维四种。钢纤维抗拉强度高，但与水泥沙浆的界面粘结性较差。对钢纤维表面进行变形处理，制成表面有刻痕的、末端带钩的、波纹形的钢纤维，或者圆截面与扁平截面交替的呈规律性变化的钢纤维可以改善其力学性能。当用废钢丝绳切断而成时，必须进行除油污和除锈处理。剪切钢纤维由剪切冷轧薄板制得，厚012mm～015mm，宽0125mm～019mm，抗拉强度为450MPa～800MPa，与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好。切削钢纤维由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得，强度比原材料有较大提高，截面呈三角形，与水泥混凝土的粘结较好。熔抽钢纤维由熔融的钢水甩制而成，纤维强度因熔钢成分与热处理条件而异，表面不规则且有一层强度很低的氧化层。氧化层的存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。钢纤维的弹性模量与抗拉强度都比较高，大约为水泥基材的5倍以上。同时钢纤维也可以制成各种变截面形状，以增加与水泥基材之间的握裹力。　　2.2钢纤维增强混凝土强度机理 　　钢纤维在混凝土中的主要作用，在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷初期，水泥基料与钢纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者：当基料发生开裂后，横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载，并产生较大的变形，直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拨出，以至复合材料破坏。　　2.3钢纤维混凝土的基本性能　　钢纤维混凝土是在普通混凝土中，均匀地乱向分布一定量的钢纤维，经硬化而得，与普通混凝土相比，具有一系列优越的物理力学性质：强度与重量比值增大；较高的抗拉、抗压和抗弯的极限强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，其极限抗压强度可以提高，单轴抗拉极强度可提高40%～50%，抗弯极限强度可提高50%～150%；良好的抗冲击性能。钢纤维混凝土在纤维掺量为018%～210%时，其冲击韧性指标可提高50倍～100倍，甚至更高；变形性能明显改善。钢纤维对混凝土抗压弹性模量影响不显著，但对抗拉弹性模量提高较多，钢纤维对混凝土长期收缩变形的影响也较明显，钢纤维可使混凝土的收缩率降低10%～30%；抗裂和抗疲劳性能显著提高；优越的抗剪性能；良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力；良好的抗冻性与耐磨性能。　　2.4影响钢纤维混凝土性能的主要因素　　钢纤维混凝土性能受钢纤维类型、钢纤维掺量、钢纤维长径比、砂率、粗骨料最大粒径、减水剂、掺和料等因素的影响。其中钢纤维类型、钢纤维掺量和钢纤维长径比是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。当钢纤维混凝土用于路面材料时，由于面层板较薄，因而受地下排水状况的影响较大。　　三、施工技术 　　3.1拌和　　拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节，因此，钢纤维混凝土路面施工须采用机械搅拌，一般采用强制式或反锥式搅拌机，为保证钢纤维混凝土搅拌均匀，其投料顺序为：水泥、粗集料、细集料、钢纤维，其中纤维投料分三次投入拌和机中，干拌均匀，再加足水湿拌，拌和时间一般为2～3分钟。　　3.2运料　　在运送混合料时，主要采用手推车、翻斗车或自卸汽车运输，应尽量缩短运送的时间和距离，以免运输中振动使钢纤维下沉，影响拌和料的均匀性，运输中要防止钢纤维受污染，运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。　　3.3浇筑　　当混合料运送至指定地点后，一般直接倒入安装好模板的路槽内，并用人工找平，落料时应避免同一处大堆落下，在规定的连续施工区段内，必须连续进行，不能中断，否则会造成钢纤维沿接缝隙表面排列，不能产生增强作用，易产生裂缝。　　3.4振捣 　　钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在0.2m以内可一次摊铺成型，振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度，严禁漏振，再用两端置于外侧模板的振动梁，沿摊铺方向振动压平，振动过程中，多余混合料被刮出，低凹处应随时补足，最后用置于两侧模板上的无缝钢管，沿纵向滚压一遍，以确保路面的平整度。　　3.5表面处理　　为防止钢纤维外露或竖直伸出表面，以保证车辆及行人安全，在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法，将竖起或外露的钢纤维压入后再整平，抹面和压纹时也不得将钢纤维带出，抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛，压纹和拉毛工具，宜使用压滚和刷子，不得使用竹扫帚。路面切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口，割槽时间不宜过早或过迟，在钢纤维抹面后12～48小时左右，抗压强度达到5～10Mpa作为切缝时间。　　3.6养生　　钢纤维混凝土与普通混凝土一样，应及时养生。当混凝土抹面2小时后，当其表面具有一定硬度，用手指轻压不出现痕迹时，可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂覆盖于混凝土表面，每天均匀洒水数次，使其保持潮湿状态，养护不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面，从而阻止混凝土中水分蒸发，以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。　　四、钢纤维混凝土路面接缝设置 　　因钢纤维抗拉性能好，阻裂能力和抗收缩性能好，在施工条件许可时，一般7-9m宽的路面勿需设纵缝，可用整幅施工，横向缩缝按15～20m间距设置。　　五、结束语　　钢纤维混凝土由于其自身所具有的优异性能，目前已得到广泛应用。由于钢纤维混凝土路面缩缝的间距为10m左右，比普通水泥混凝土路面的大，引起错台颠簸的横向缩缝大幅减少，从而明显减少了错台。因此，钢纤维混凝土路面的行车舒适性明显比普通水泥混凝土路面的高。但是，钢纤维混凝土路面的施工较普通混凝土路面复杂，如果在施工过程中控制不好，很容易出现钢钎维结团、拌合物工作性差等问题，反而降低了路面质量。因此，在钢钎维混凝土路面施工中，一定要严格控制各环节的施工质量，从而达到令人满意的效果。　　'